Python的collections模块真的很好用

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什么是collections模块?

collections 模块是Python自带的一个集合工具库。它提供了许多有用的数据结构,并且这些数据结构都比 Python 原生的数据结构更加高效,更加容易使用。在 collections 模块中包含了许多有用的数据结构,通常用于优化底层算法的实现。下面介绍一些常用的数据结构。

1. namedtuple

namedtupletuple 的子类,允许使用名字来访问元组中的元素。它通常用于增强代码的可读性和可维护性。

示例代码:

from collections import namedtuple

Person = namedtuple('Person', ['name', 'age'])

person1 = Person('Alice', 23)
person2 = Person('Bob', 25)

print(person1.name) # Alice
print(person2.age)  # 25

在上面的代码中,我们创建了一个名为 Person 的命名元组,它有两个字段,分别是 nameage。通过 namedtuple,我们可以为每个个体设置不同的属性,增强了代码的可读性和可维护性。

2. Counter

Counter 是一个简单的计数器,可以使用它来计算某个元素在一个可迭代对象中出现的次数。

示例代码:

from collections import Counter

lst = ['apple', 'pear', 'banana', 'banana', 'apple', 'pear', 'apple', 'orange']

result = Counter(lst)

print(result) # Counter({'apple': 3, 'pear': 2, 'banana': 2, 'orange': 1})

在上面的代码中,我们创建了一个名为 lst 的列表,其中存储了多个水果名称。我们使用 Counter 计算了每种水果出现的次数,并且将结果存储在 result 变量中。可以看到,每个水果出现的次数都打印了出来。

那么,我们为什么要使用 Counter 呢?在实际开发中,我们通常需要对数据进行分析,计算每个元素出现的次数是非常重要的,特别是当数据量很大时,使用 Counter 可以提高数据处理效率。

3. deque

deque 是一个双端队列,可以从队列的两端进出。它通常用于实现先进先出(FIFO)和后进先出(LIFO)的数据结构。

示例代码:

from collections import deque

d = deque()

# 入队
d.appendleft('a') # 从左侧入队,结果为 deque(['a'])
d.append('b')     # 从右侧入队,结果为 deque(['a', 'b'])

# 出队
d.popleft() # 从左侧出队,结果为 'a'
d.pop()     # 从右侧出队,结果为 'b'

在上面的代码中,我们首先创建了一个空的 deque 对象 d,之后我们依次向队列的两端入队a和b,然后我们依次从队列的两端出队,可以看到,最后我们得到的结果是为 ‘a’ 和 ‘b’。可以看到,deque 可以很方便地实现队列和栈的功能。

4. defaultdict

defaultdictdict 的一个子类,通常用于构建一些更加高效和简便的键值对数据结构。

示例代码:

from collections import defaultdict

d = defaultdict(int)

lst = ['apple', 'pear', 'banana', 'banana', 'apple', 'pear', 'apple', 'orange']

for fruit in lst:
    d[fruit] += 1
print(d) # defaultdict(<class 'int'>, {'apple': 3, 'pear': 2, 'banana': 2, 'orange': 1})

在上面的代码中,我们依次遍历了列表中的每个元素,使用 defaultdict 记录了每个元素出现的次数,并且最后打印了 defaultdict 对象,可以看到,每个元素出现的次数已经计算出来了。

总结

可以看到,collections 模块提供了许多非常实用和易于使用的数据结构,它们都比Python的原生数据结构高效。掌握这些数据结构对于优化算法实现是非常重要的。您应该在编写每个Python程序时熟练使用这些数据结构。